Determinación numérica de las longitudes de onda de operación de un sensor óptico basado en la Resonancia de Plasmón Superficial

Los sensores de fibra óptica (OFS de sus siglas en ingles "Optics Fiber Sensor") han adquirido una importancia relevante en biotecnología, ciencias ambientales y otras áreas. Estos actualmente representan una forma de bajo costo para implementar diferentes dispositivos tecnológicos de detección; hay muchas configuraciones para producir OFS; su construcción puede variar desde el uso de técnicas químicas, hasta variaciones geométricas para su construcción, por ejemplo, producir OFS sin revestimiento, de geometría cónica o en forma de U, entre otras. En particular, el OFS en forma de U tiene una eficiencia significativa sobre las otras configuraciones. En este sentido, este trabajo se llevó a cabo un estudio preliminar de un sensor de fibra óptica doblado en forma de U y el cual basa su funcionamiento en la Resonancia de Plasmón Superficial (ver figura 12). En primera instancia, se buscó caracterizar las longitudes de onda de operación para dicha configuración, determinar las características más relevantes en la fabricación y operación del sensor, así como modelar el comportamiento óptico del sensor, para su futuro diseño y construcción. Se determinó que diferentes parámetros ópticos y geométricos influyen en el funcionamiento del sensor, como lo son: el espesor de la película metálica, donde el rango óptimo para la formación de los plasmones se presenta entre (50 nm) a (60 nm), también se encontró que, el ángulo de incidencia de la luz contribuye en la generación de los plasmones, como lo predice la relación de dispersión para la formación de los mismos; en la misma línea de pensamiento, la longitud de onda de la luz utilizada para estimular la formación de los plasmones, es de una gran importancia, donde estas longitudes de onda dependen del índice de refracción de las capas con las que se ha construido el sensor. Finalmente, se determina que la adición de las nanopartículas de oro al sensor ayuda en la generación de los plasmones superficiales y en última instancia, en el proceso de sensado, ya que en las simulaciones realizadas, se observó un corrimiento en la longitud de onda en la creación del plasmón, en función del tamaño de las mismas. Por lo tanto, la resonancia de plasmón superficial es un fenómeno muy importante desde el punto de vista teórico, experimental y práctico, por ejemplo, cuando se implementa este fenómeno con un sistema de sensado donde se utiliza una fibra óptica, que permite desde la medición de cantidades físicas (Temperatura, índice de refracción entre otros), hasta el monitoreo de agentes químicos en medios acuosos.

• Autores: Yante Bombo, Jhon Carlos
• Fecha de publicación: 2020
• Institución: Universidad del Valle
• Repositorio: Repositorio Digital Univalle
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:bibliotecadigital.univalle.edu.co:10893/29783
• Acceso en línea: https://hdl.handle.net/10893/29783
• Palabra clave: Sensores ópticos; Fibras ópticas; Resonancias; Transductores; Longitud de onda
• Rights: openAccess
• License: http://purl.org/coar/access_right/c_abf2